CSFB相关信令流程.docx
《CSFB相关信令流程.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《CSFB相关信令流程.docx(40页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
CSFB相关信令流程
CSFB相关信令流程
目录
CSFB相关信令流程1
1移动性管理1
1.1联合附着流程1
1.2分离流程5
1.3UE发起的分离流程5
1.4MME发起的分离流程7
1.5HSS发起的分离流程8
1.6联合TA/LA更新流程8
1.7周期性TA/LA更新11
2语音业务11
2.1主叫语音业务11
2.2被叫语音业务13
2.3紧急呼叫业务16
2.3.1带USIM卡紧急呼叫业务流程16
2.3.2不带USIM卡紧急呼叫业务流程18
3SGs短消息业务18
3.1始发短消息业务流程18
3.2终结短消息业务流程23
4MTRF业务28
4.1呼叫入局后触发被叫漫游前转28
4.2预寻呼触发被叫漫游前转流程35
1移动性管理
移动性管理主要介绍用户附着、分离、位置更新相关业务流程。
1.1联合附着流程
CSFallback语音主要是通过SGs接口实现的,用户在附着网络时,MME和MSCServer需要对该用户的SGs连接进行维护。
在E-UTRAN开机驻留的UE,开机后发起联合的EPS/IMSI附着流程。
联合附着流程如图1所示,由MME通过SGs接口完成UE在UTRAN/GERAN核心网的位置更新流程,使得UTRAN/GERAN核心网感知到UE的位置。
图1联合附着流程图
1.UE(UserEquipment)发起网络附着请求,向MME发送AttachRequest消息。
其中参数AttachType指示这是一个联合的EPS/IMSI附着流程,并且参数指示UE具备CSFallback能力。
图2AttachRequest消息结构图
如图2所示,消息体指示为附着请求,类型是联合附着请求(combined-attach)。
终端上报联合附着请求则表示支持CSFB。
2.MME发送SGsAP-LOCATION-UPDATE-REQUEST消息给VLR,消息中包括newLAI、IMSI、MMEname和LocationUpdateType等参数,其中MMEname是MME的域名。
LOCATION-UPDATE-REQUEST消息结构如图3所示。
图3LOCATION-UPDATE-REQUEST消息结构图
其中中eps-location-update-type信元指示为IMSI附着,并且携带新/旧LAI,其中MMEname是MME的域名。
3.VLR存储MME信息,并创建与MME下此用户的SGs关联。
4.VLR根据用户信息和位置区信息,发起到HLR的位置更新流程。
5.VLR返回SGsAP-LOCATION-UPDATE-ACCEPT给MME,如果VLR支持TMSI重分配,消息中包括参数LAI和TMSI,否则消息中包括参数LAI和IMSI。
LOCATION-UPDATE-ACCEPT消息结构如图4所示。
图4LOCATION-UPDATE-ACCEPT消息结构图
消息中信元携带LAI,以及CS新分配的TMSI。
6.完成联合的EPS/IMSI附着。
MME发送AttachAccept给UE,消息中包括参数LAI和VLRTMSI。
UE接收到信元LAI和VLRTMSI则表示附着CS域和LTE网络成功。
其中VLRTMSI信元会触发UE执行TMSI重分配流程。
当MME收到UE的Attachcomplete消息后,MME发送SGsAP-TMSI-REALLOCATION-COMPLETE消息给VLR,指示TMSI重分配完成。
图5AttachAccept消息结构图
该消息指示联合附着成功,同时周期位置更新定时器为1分钟。
7.附着成功后,MME通过S1AP-INITIAL-CONTEXT-SETUP-REQ消息发起上下文建立请求,用于MME向eNodeB请求在无线侧建立资源,同时请求UE返回相关能力集。
UE则通过S1AP-SPU-UE-CAPABILITY-INFO-INDICATION消息返回UE相关的能力。
如图6所示,其中uERadioCapability信元指示UE是否具备PSHandover能力,具体可以参见2400810.5.5.12a协议。
图6UE-CAPABILITY-INFO-INDICATION消息结构图
1.2分离流程
分离流程可以分为由UE发起分离、MME发起的分离和HSS发起的分离。
无论哪一方发起的分离流程,MSC的处理是相同的。
UE可能被显式或隐式分离:
∙显式分离:
网络侧或UE主动请求分离,同时发起一方会主动通知另一方。
∙隐式分离:
网络侧分离UE,并不通知UE。
例如网络侧认为UE不可达。
∙MME需要通过SGs接口向MSCServer发送IMSIDetachIndication消息,指示VLR删除该用户的SGs关联。
IMSI分离后,EPS附着的用户不再能用CS域业务。
∙MME因为操作维护需要发起对UE的分离或者mobilereachabletimer超时,MME发起对该UE的隐式分离。
o如果mobilereachabletimer超时,MME发送EPS/IMSIDetachIndication消息给MSC/VLR。
o如果MME因为操作维护需要发起分离,MME发送EPSDetachIndication消息给MSC/VLR。
分离流程如图7、图10和图11所示。
1.3UE发起的分离流程
图7UE发起的分离流程图
1.UE向MME发送DetachRequest消息要求分离。
DetachType可能是EPSDetach、IMSIDetach或combinedEPSDetach。
图8DetachRequest消息结构图
如图8所示,指示为UE发起的分离。
typeofdetach指示为联合EPS分离。
2.第1步可以指示是EPSDetach、IMSIDetach、combinedEPS/IMSIDetach,MME要处理UE的去附着请求。
3.如果UE发起的detachtype是IMSIDetach、combinedEPS/IMSIDetach,以下两种情况,MME会发送SGsAP-IMSI-DETACH-INDICATION消息给MSC/VLR。
●UE发起的EPS和non-EPS业务的联合分离
●UE发起的non-EPS显示分离
如果UE发起的detachtype为EPSDetach时,MME发送SGsAP-EPS-DETACH-INDICATION消息给MSC/VLR表明UE发起的EPS业务显示分离。
如果MSC收到该消息后,发现没有该UE的SGs关联信息,将丢弃该消息。
IMSI/EPSDETACHINDICATION消息结构如图8所示。
图9IMSI/EPSDETACHINDICATION消息结构图
4.MSC/VLR删除与该UE相关的MME的SGs关联。
5.MME发送DetachAccept消息给UE。
6.继续完成UE发起的分离流程。
1.4MME发起的分离流程
图10MME发起的分离流程图
1.MME发起分离流程,去激活所有与UE相关的承载。
2.当MME执行网络侧发起的分离流程且SGs的管理状态是非SGs-NULL,MME发送SGsAP-EPS-DETACH-INDICATION消息给MSC/VLR表明网络侧发起的基于EPS业务的IMSI分离。
如果是mobilereachabletimer超时,MME发起基于nonEPS业务的隐式IMSI分离。
MME发送SGsAP-IMSI-DETACH-INDICATION消息给MSC/VLR。
如果MME因为操作维护需要发起隐式分离,MME发送SGsAP-EPS-DETACH-INDICATIO消息给MSC/VLR。
如果MSC收到该消息后,发现没有该UE的SGs关联信息,将丢弃该消息。
移动可达定时器(mobilereachabletimer)用于监测UE发起周期性TAU。
在用户的NAS信令连接释放时启动,在NAS信令连接建立时停止,超时后,如果UE还没有发起周期性TAU,则启动不可达用户隐式分离定时器。
不可达用户隐式分离定时器启动期间,MME拒绝网络侧对UE的寻呼。
如果用户在不可达用户隐式分离定时器超时时仍未连上网络,则MME认为用户已经离开网络覆盖范围很长时间,从而隐式分离用户。
3.MSC/VLR删除与该UE相关的MME的SGs关联,即关联状态为SGs-NULL。
1.5HSS发起的分离流程
HSS发起的分离流程如图11所示。
图11HSS发起的分离流程图
1.HSS触发分离流程,删除UE在MME中的MM和EPS承载上下文。
2.MME发送SGsAP-EPS-DETACH-INDICATION消息给MSC/VLR。
3.MSC/VLR删除与该UE相关的MME的SGs关联。
如果MSC收到该消息后,发现没有该UE的SGs关联信息,将丢弃该消息。
1.6联合TA/LA更新流程
对驻留在E-UTRAN网络的UE,周期性发起联合的TA/LA更新流程,流程如图12所示,使得UTRAN/GERAN核心网以及MME对UE位置的同步更新。
图12联合TA/LA更新流程图
1.UE测到触发条件满足,需要发起TAU流程。
TAU流程的触发条件如下:
●UE发现当前的TAI不在UE注册网络的TAList中。
在EPS网络中,位置管理的基本单位为TAList。
TAList由一个或多个TA(TrackingArea)组成。
通过TAlist,可以避免用户频繁发起TAU。
●周期性TAU。
●UE的接入类型即RATtype(GSM、UTRAN、E-UTRAN)发生改变。
●网络侧负载均衡触发TAU。
2.UE发送TAURequest消息给MME。
UpdateType指示这是一个联合的TrackingArea/LocationAreaUpdate请求,或是一个联合的TrackingArea/伴随IMSI附着的LocationAreaUpdate请求(如果UE之前没有联合附着,只会发起“联合的TAU伴随IMSI附着”的TAU请求)。
图13TAURequest消息结构图
如图13所示,ePS-update-type-value信元指示TA周期性更新是由于定时器超时导致TAU流程。
3.MME判断需要向VLR发起TAU位置更新。
4.当TAU流程导致MME发生变化,新的MME需要发送LocationUpdateRequest消息给MSC/VLR建立SGs关联,MME根据UE上报的TAI(建网时该TAI的取值参考对应的LAI)推导出VLRnumber。
●为避免CCU模块过载,可通过设置P94Bit8为0开启SGs接口位置更新业务增强流控功能,若需要采用精确流控,需要同时设置P94Bit9为0,此时MSCServer给MME返回SGsAP-LOCATION-UPDATE-REJECT消息拒绝本次位置更新。
●为避免BSG/IFM模块过载,可通过ADDMME命令配置“是否启动FECN流控”和“FECN流控模式”参数确定是否对本次位置更新进行流量控制。
如果进行流控,此时给MME返回SGsAP-LOCATION-UPDATE-REJECT消息拒绝本次业务。
如果不流控,则继续后续处理。
5.MSC/VLR根据VLR中的用户信息和位置区信息,发起到HLR的位置更新(同CS域流程)。
6.MSC/VLR发送LocationUpdateAccept(VLRTMSI)消息给MME,消息中包括参数LAI和IMSI/TMSI。
同时,MSC向VLR发起取鉴权集的请求。
当LTE终端漫游出国或者回国,第一次登录网络时显示的运营商名称和时间信息可能会不正确。
将软参P672Bit7设置为1,MSC会通过SGs接口发送MM_INFORMATION消息将正确的运营商名称和时间信息带给LTE终端。
同时,通过软参P416Bit9控制在SGs接口位置更新流程中向终端下发MM_INFORMTAION消息的方式。
其中运营商名称通过ADDUSRNTWK命令配置,时间信息则为用户所在地的时间。
7.MME发送TAUAccept消息给UE,消息中包括参数LAI和IMSI/TMSI。
该消息中的LAI参数表示UE处于IMSI附着状态。
8.MME收到TAUComplete消息。
9.如果TAUAccept消息中包括TMSI,MME收到TAUComplete消息后,发送TMSI更新完成SGsAP-TMSI-REALLOCATION-COMPLETE消息给VLR。
图14SGsAPTMSIREALLOCATIONCOMPLETE消息结构图
1.7周期性TA/LA更新
UE驻留在E-UTRAN时,不单独做LA更新。
MSC/VLR将不再对EPS-attached状态的UE做隐式分离,依靠UE发起的联合TA/LA更新做移动性管理。
当MME没有收到UE的周期性TA时,会触发MME发起隐式detach,这将导致MSC/VLR删除SGs关联,具体流程请参见MME发起的分离流程。
这时MSC/VLR将对该UE做位置区管理。
SGs口位置更新过程,VLR不进行鉴权、加密、CheckImei、ClassmarkUpdate、取标识等流程,由MME负责接入过程中的用户相关验证流程。
2语音业务
2.1主叫语音业务
如图15所示,UE发起CSFallback主叫语音业务,MME指示eNodeB(evolvedNodeB)需要将UE回落到GERAN/UTRAN网络,eNodeB指示UE回落到GERAN/UTRAN网络,UE在GERAN/UTRAN网络发起主叫语音业务,在发起主叫语音业务之前有可能先发起位置更新流程。
图15主叫语音流程
1.UE发起CSFallback语音业务请求。
图16ExtendedServiceRequest消息结构图
如图16所示,其中service-type信元指示业务类型为始发CSFB语音业务,同时携带该UE在联合附着过程中CS域给它分配的TMSI。
2.MME发送InitialContextSetupRequest消息给eNodeB,包含CSFallbackIndicator。
该消息指示eNodeB,UE因CSFallback业务需要回落到UTRAN/GERAN。
3.eNodeB要求UE开始系统的小区测量,并获得UE上报的测量报告,确定重定向的目标系统小区。
然后向UE发送目标系统具体的无线配置信息,并释放连接。
4.UE接入目标系统小区,发起CS域的业务请求CMServiceRequest。
5.如果目标系统小区归属的MSCServer与UE附着EPS网络时登记的MSCServer不同,则该MSCServer收到UE的业务请求时,由于没有该UE的信息,可以采取隐式位置更新流程,接受用户请求。
如果MSCServer不支持隐式位置更新,且MSCServer没有用户数据(即服务MSCServer与EPS/IMSI登记的MSCServer不同),则拒绝该用户的业务请求。
如果MSCServer拒绝用户的业务请求会导致UE发起一个CS域位置更新流程。
CSfallback紧急呼叫流程中,CM_SERVICE_REQUEST消息前无需位置更新。
6.CS域语音呼叫建立流程。
7.MSCServer向BSC/RNC发送拆线请求消息。
8.MSC收到BSC的CLEAR_COMPLETE消息/RNC的IU_RELEASE_COMPLETE消息表示呼叫结束,接入侧在指示终端重选网络时只针对这部分用户携带LTE频点,实现CSFB终端快速返回E-UTRAN。
2.2被叫语音业务
如图16所示,MSCServer收到对UE的被叫语音请求,通过存在的SGs关联和MME信息,向该MME发起寻呼请求。
MME通过eNodeB在空口寻呼该UE,并指示UE回落到目标GERAN/UTRAN网络。
UE接入到目标网络后,在电路域继续进行语音呼叫。
图17被叫语音流程(呼叫入局流程)
1.GMSCServer向被叫用户归属HLR发送取路由信息请求。
2.HLR收到该SRI消息后,向被叫用户当前附着到的oldMSCServer获取漫游号码。
3.oldMSCServer为该次呼叫分配漫游号码MSRN1,并返回给HLR。
4.HLR将该漫游号码发送给GMSC。
5.GMSC收到该漫游号码后,进行号码分析,根据分析结果将呼叫路由到oldMSCServer。
6.MSCServer收到IAM入局(例如中继ISUP入局)消息后,根据存在的SGs关联和MME信息,发送SGsAP-PAGING-REQUEST(携带IMSI,TMSI,Serviceindicator,CLI,LAC)消息给MME。
7.MME发送Paging消息给eNodeB。
eNodeB发起空口的Paging流程。
8.UE建立连接并发送ExtendedServiceRequest消息给MME。
9.MME发送SGsAP-SERVICE-REQUEST消息给MSCServer。
MSCServer收到此消息,不再向MME重发寻呼请求消息。
为避免呼叫接续过程中,主叫等待时间过长,MSCServer收到包含空闲态指示的SGsServiceRequest消息,先通知主叫,呼叫正在接续过程中。
MSC收到SGsServiceRequest消息后,由于回落时间相对较长,通过软参P1151Bit13默认设置,可以在此过程中给主叫用户放音。
10.MME发送InitialUEContextSetup消息给eNodeB,包含CSFallbackIndicator。
该消息指示eNodeB,UE因CSFB业务需要回落到UTRAN/GERAN。
11.UE回落到CS域之后,UE检测到当前的小区信息和存储的小区不同,将发起位置更新。
MSCServer收到UE发送的LOCATION_UPDATE_REQUEST消息。
这种情况下,UE不需要回PagingResponse给MSCServer,UE直接发送SETUP消息建立呼叫。
若P1101Bit7设置为1,在位置更新成功后,MSCServer停掉寻呼响应定时器并直接建立CS连接。
如果位置区没有变化,直接回PagingResponse。
12.伴随着空口、A/Iu-CS接口连接的建立,UE回PagingResponse消息给MSCServer。
即使BSC/RNC没有向该UE发起过寻呼请求,这里的BSC/RNC需要能处理UE的寻呼响应。
如果寻呼响应消息中的位置区信息和VLR中保存的不一致,则VLR在业务接入成功之后将SGs关联置为非关联。
13.建立CS呼叫。
14.MSCServer向BSC/RNC发送拆线请求消息。
15.MSC收到BSC的CLEAR_COMPLETE消息/RNC的IU_RELEASE_COMPLETE消息表示呼叫结束。
接入侧在指示终端重选网络时只针对这部分用户携带LTE频点,实现CSFB终端快速返回E-UTRAN。
预寻呼触发被叫语音流程如图18所示,与呼叫入局流程不同之处在于当GMSC发起到HLR的SRI消息时,会在SRI消息中包含Prepage标志域,允许MSC/VLR先对被叫UE发起寻呼,再向HLR返回漫游号码。
图18被叫语音流程(预寻呼流程)
2.3紧急呼叫业务
2.4带USIM卡紧急呼叫业务流程
带USIM卡的UE用户发起紧急呼叫时,MME指示eNodeB需要将UE回落到GERAN/UTRAN网络。
如图19所示,与普通语音呼叫相比,紧急呼叫业务流程无需进行位置更新流程处理。
图19紧急呼叫业务流程
1.UE发起CSFallback呼叫业务请求。
如图20所示,ExtendedServiceRequest消息中的service-type信元指示业务类型为紧急呼叫业务。
图20ExtendedServiceRequest消息结构图
2.MME指示eNodeB需要将UE回落到CS域。
3.CS域回落完成后,UE向2G/3GMSC发起CMServiceRequest消息。
如图21所示,消息中的service-type信元指示业务类型为紧急呼叫业务。
图21CMServiceRequest消息结构图
4.MSC向UE返回CMServiceAccept消息。
5.UE向2G/3GMSC发送EmergencySetup消息发起紧急呼叫。
后续按照正常的紧急呼叫业务流程处理。
2.5不带USIM卡紧急呼叫业务流程
不带USIM卡的UE用户发起紧急呼叫时,由于该终端没有卡因此也未在具体网络附着,此时的紧急呼叫流程与普通GERAN/UTRAN网络的呼叫流程一样。
3SGs短消息业务
短消息功能不需要将UE回落到GERAN/UTRAN网络,直接利用E-UTRAN网络为UE提供短消息业务。
●SGs接口短消息流程,包括始发短消息和终结短消息,都没有业务接入过程,不进行鉴权、加密等处理。
●以下以普通短消息为例进行说明,如果CSFB用户签约智能短消息业务,智能短消息流程同普通端局流程一致。
3.1始发短消息业务流程
当用户附着在LTE网络中,发起短消息业务时,触发SGs接口始发短消息流程。
用户发起主叫短消息流程,分为空闲态和连接态两种情况。
以下针对空闲态始发短消息流程进行详细说明。
●连接态的主叫短消息流程:
连接态的主叫短消息流程与空闲态的主叫短消息流程基本类似,差异在于:
UE无需发起业务请求流程,直接在已有的信令连接上与MME交互。
●多条主叫短消息流程:
当UE第一条主叫短消息还没有发送完毕,又发送另一条短消息,UE先不发送图中的第7步确认消息,直接发送打包CP-DATA短消息的UplinkNASTransport消息给MME。
这样避免了释放空口和S1资源后,又重新建立。
图22SGs接口始发短消息流程图
1.UE处于空闲态,则UE在发送短消息前需要先发起始发短消息业务请求流程,伴随着空口RRC连接和S1信令连接的建立。
2.UE发送UplinkNASTransport消息给MME,相关的短消息信息CPDATA/RPDATA/TPDU/SMSSUBMIT作为参数NASmessagecontainer打包在上行NAS消息里。
图23UplinkNASTransport消息结构图
3.MME查询UE的SGs关联信息,确定目标MSC,MME通过NASmessagecontainer信元将短消息打包在SGsAP-UPLINK-UNITDATA消息中(等同CS域CP_DATA消息)发给MSC,为方便MSC计费,消息中同时包含IMEISV、thelocaltimezone、theMobileStationClassmark2、TAI和E-CGI用于产生话单。
SGsAP-UPLINK-UNITDATA消息结构图如图24所示。
图24SGsAP-UPLINK-UNITDATA消息结构图
4.MSC收到MME的SGsAP-UPLIN